赵晓萌
国网北京密云供电公司 北京 101500
摘要：电气自动化是电力工程的重要组成部分，智能无功补偿技术是电气自动化控制优化的有效手段之一。为探明智能无功补偿技术在电气自动化中的应用，文章以某电气自动化系统为例，阐述了智能无功补偿技术的应用方案，并对智能无功补偿技术的应用效果进行了进一步探究。
关键词：智能无功补偿技术；电气自动化；拓扑分析
前言：在智能电网运行范围不断扩大的环境中，节能环保成为电力系统运行过程中需要满足的新要求之一，与电网高效能运行、分布式电源无功电压调节紧密相关。此时，无功的合理规划就变得尤为重要。基于此，从优化控制无功电压入手，探究电气自动化中智能无功补偿技术的应用就具有非常重要的意义。
一、电气自动化系统概述
某电气自动化系统负责10kV电力资源供应半径在10.0km的重负荷线路，拟在该线路负载率在70.0%以上的100kVA公用变压器配变侧应用智能无功补偿技术。依据局部电网电气自动化系统弄配电变压器空载损耗要求，单组配置时，无功补偿容量选择无功缺额的65%~75%，两组配置时，无功补偿容量则选择无功缺额的85%~90%，三组配置时，无功补偿容量按无功缺额的90%~95%选择。
二、智能无功补偿技术的应用方案
1、无功补偿技术确定
根据上述要求，可以选择主站建立在各子站以上的控制集成系统——RSO智能无功补偿技术。其可以根据电气自动化系统优化策略，对各子站无功储备进行自动调度，实现区域电网无功全局处于最优水平[1]。且在主站脱离运行状态的情况下，各子站也可以独立、自动化发挥功能。
从物理体系架构上来看，RSO智能无功补偿技术主要包括补偿节点设备、配电节点设备、线路节点设备等设备，以及系统主站、子站等电站。其中节点设备主要负责就地无功平衡，子站、系统主站则分别负责区域无功平衡管制、区域电网无功平衡协调。从网络通信架构上来看，RSO智能无功补偿技术包括无线专用通信网络、有线专用通讯网络两个部分，后者主要负责子站与站级补偿节点、系统主站与子站之间的通讯联络。
2、智能无功补偿功能实现
在电气自动化系统中，智能无功补偿主要包括电网功率拓扑分析（或状态估计、潮流计算）、站域（变电站供电区域）无功平衡两个功能，分别由系统主站、系统子站负责。在功能实现时，将主站、子站进行了集中部署，利用同一个机房内的同一套信息交互服务站完成网络数据的回收与发送，同时经专用光纤通讯网络完成主站与子站之间的通信任务。对于前者，可以区域电网运行状态最优、功率损耗最小、电压合格率最高为目标，结合各子站通讯服务器发送遥信遥测数据，开展拓扑分析。通过拓扑分析获得各电气自动化系统节点无功运行范畴。进而在系统处于闭环控制状态时，将运行参数限定下发给各子站站域，调整子站站域补偿节点运行状态至最优；而在系统处于开环控制状态时，需要将各子站站域建议运行参数发送给调度人员，或者直接启动强制补偿设备，促使电气自动化系统达到最佳运行状态。
若某一子站站域出现电网事故或者出现无功补偿需求急剧增长情况至子站站域无功支撑不足，则RSO智能无功补偿技术可以在拓扑分析优化的基础上，调动其他子站站域无功电压，为相应子站站域电气自动化系统正常运行提供支持。
对于站域无功平衡功能，其本质上是中层承接站，是各补偿节点、子站与主站信息交互无阻碍进行的关键。在该功能实现过程中，需要贯彻电压合格率处于最高水平、站域电网运行处于最优状态、电网线路运行损失处于最低范围等目标，根据站域补偿节点遥测遥信量开展状态估计。在状态估计中获得最优运行参数，以便满足站域范围内线域（每条线路供电区域）强制投切线路补偿节点电容的需求。同时在节点不可控时，也可以根据子站最有调度周边线域无功储备需求，将补偿节点运行参数建议发送给调度人员。
除此之外，RSO智能无功补偿技术还具有补偿节点数据备份、存储、发布以及容量拓展等功能，可以为未来大区域电气自动化系统无功调度提供支持。
3、拓展应用
混合并联有源滤波器是智能无功补偿功能进一步拓展的有效手段。通过将有源滤波器与智能无功补偿进行并联，可以利用变压器高漏抗压+固定滤波器调节模式代替电抗器独立调节，保证高漏电压器运行功能顺利发挥，将功率损耗控制在较低的水平。需要注意的是，根据不同场合，可以选择不同的有源滤波器型号。比如，ANSVG-120-50/380（或ANSVG-160-75/380）无功补偿容量为120Kvar，谐波补偿电流为50A，就较为适用于400kVA变压器无功补偿调节；而ANSVG-60-30/380、ANSVG-80-50/380则较为适用于200kVA变压器无功补偿智能调节。除此之外，技术人员也可以根据投切电容控制要求，选择智能补偿的真空投切开关（真空断路器投切电容器）代替零触发固态继电器。即将电容器划分为若干组，并联在27.5kV的A相、B相母线上，并增设真空接触器，进行对应组别电容器挂接[2]。此时，结合户外真空断路器、单极隔离开关、电压互感器、限流电阻器、干式空芯电抗器等装置作用发挥，可实现经真空开关进行电容投切，降低电力能源损耗，为高压母线设备、线路无功补偿成本控制提供支持。
三、智能无功补偿技术的应用效果
从经济、社会、技术三个方面，利用盈利能力（造价变化、后期维护成本变化、增益变化等）、项目清偿（电压频率稳定性带来的额外经济补偿、配电管理手段、经济补偿）、改善民生（避免低电压电力供应、改善供电质量、区域电网输送能力）、促进可持续发展能力（节能减排贡献度、区域用电设备效率）、系统设计（设备选择、消防设计、通信自动化水平、安全自动装置、规模结构设计）、技术水平（抗风险能力、科研投入水平）等几个指标，对智能无功补偿技术在电气自动化系统中的应用效果进行评价[3]。得出：智能无功补偿技术后期维护成本较低，增益明显，造价波动不大，电压频率稳定性带来的额外经济补偿较为显著，配电管理手段较先进。同时智能无功补偿可以自动规避低电压电力供应，对电力资源供应质量与区域电网输送能力进行改善，并提高区域用电设备效率，避免低电压电力资源供应，促进电气自动化可持续发展。在这个基础上，智能无功补偿技术在设备选择、消防设计、通信自动化水平与安全自动装置、规模结构设计方面均与现代电气自动化系统相符合，抗风险能力较高。
总结：
综上所述，将智能无功补偿技术科学应用于电气自动化系统，可以有效提高电气自动化系统应用稳定性、经济性、环保性，为电力行业发展水平的提升奠基。因此，技术人员应根据电气自动化系统结构和节能减排需求，合理选择智能无功补偿技术，利用与技术运行要求相符合的投切开关以及有源滤波器，实现智能无功补偿的工作控制，切实发挥智能无功补偿技术在消除空载时电量无功损耗、协调系统电力资源供应压力方面的作用。
参考文献：
[1]张倩.智能电网中的无功补偿技术探讨[J].黄冈职业技术学院学报,2020,22(06):136-138.
[2]欧志新.一种基于仿人逻辑思维的智能补偿电路的研究[J].电力学报,2020,35(03):268-273.
[3]刘国军,尹伟.用于油田抽油机无功补偿的智能电力管理装置[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(21):113-115.